Concepttos Basicos De Mecanica De Suelos

Conceptos Básicos de Mecánica de Suelos

A modo general, se denomina suelo al manto de material formado por la descomposición y desintegración de las rocas que forman la corteza terrestre.

La separación entre suelo y roca se hace a partir de las fuerzas que unen las partículas minerales. Para el suelo estas fuerzas pueden ser separadas por medios mecánicos de baja intensidad, mientras que en las rocas las fuerzas de unión son permanentes y fuertes.

La formación de los suelos se debe a tres factores que generalmente se encuentran asociados:

a)Desintegración: Corresponde a la separación de fragmentos de la roca debido a agentes físicos, tales como expansiones, contracciones térmicas, acción de los hielos, erosión por viento y agua, etc.

b)Descomposición: Corresponde a los procesos químicos de oxidación, hidratación, acción de los ácidos orgánicos, etc.

c)Transporte: Corresponde al traslado de materiales desde su punto de origen por medio de uno o más agentes naturales como la gravedad, agua, viento, hielo, etc.

El conocimiento que se tiene hoy en día de los suelos es, fundamentalmente, el resultado de la experiencia. A diferencia de otros materiales de construcción, su comportamiento no puede tratarse sólo a partir de esquemas analíticos.

Los atributos que un determinado suelo posea estarán determinados por sus características y sus propiedades de acuerdo a las siguientes definiciones:

Características: Son aquellos atributos que sirven para identificar y describir a un suelo, pero que no dan una medida directa de su comportamiento.

Propiedades: Son aquellos atributos cuantificables

de un suelo, por lo que pueden ser usados directamente para predecir su comportamiento bajo ciertas circunstancias.

Características de los Suelos

Las características de los suelos más utilizadas en ingeniería vial son:

a)Textura o graduación

b)Estructura

c)Relaciones de peso y volumen

d)Superficie específica

e)Composición química

f)Color

a) Textura o Graduación

Corresponde a la relación de tamaño que poseen las partículas componentes de un suelo, pudiendo a modo general tener las siguientes texturas de suelos:

Gravas : diámetro de partícula mayor que 2mm

Arena : diámetro de partícula entre 2 mm y 0.05 mm

Limos : diámetro de partícula entre 0.05 mm y 0.005 mm

Arcillas : diámetro de partícula menor de 0.005 mm

b) Estructura

Corresponde a las formas en que se encuentran dispuestas las partículas y la masa del suelo, identificable a simple vista, pudiendo a modo general tener las siguientes estructuras de suelos:

Estructura de adobes: Característica de suelos con un alto contenido de arcillas coloidales. La masa de suelo presenta grietas de contracción grandes y profundas, formando bloques aproximadamente cúbicos.

Estructura de panal: Característica de suelos con una predominancia de limos. La masa de suelo presentan grietas finas regulares, de cinco o seis lados.

Estructura vesicular: Característica de suelos de alta compresibilidad. Corresponde a suelo fino que contiene cavidades redondeadas y suaves en su pared inferior.

Estructura de migajón: Característica de suelos de una baja consistencia. Corresponde a una masa de suelo poroso formado por partículas de forma

irregular.

Estructura densa: Corresponde a suelos de escasos poros y ausencia de grietas.

Estructura laminar: Característica de suelos con consistencia media a baja. Corresponde a suelos formados por capas en horizontes de pequeño espesor.

Estructura toscosa: Corresponde a suelos que presentan un alto grado de cementación de sus partículas y que por la naturaleza de su ligante no sufre alteraciones en presencia de agua.

Estructura columnar: Corresponde a masa de suelo formando columnas más o menos regulares, cuya forma es más alta que ancha, separadas por grietas verticales y horizontales.

Estructura simple granular: Corresponde a suelos granulares, sin cohesión ni arreglos especiales de sus partículas y generalmente de textura gruesa.

Estructura conglomerada: Corresponde a suelo granular con un porcentaje de finos cohesivos, generalmente de textura integral grava/arena y finos.

Existen otras características relacionadas con la estructura de los suelos las cuales son:

Consistencia: Corresponde al grado de cohesión que presenta el suelo el cual se puede definir con términos descriptivos como tenaz, dura, firme, plástica, y blanda.

Compacidad: Corresponde al grado de densificación del suelo y ocupa términos relativos que van desde muy compacto hasta suelto.

c) Relaciones de Peso y Volumen

Todo suelo está constituido por tres elementos básicos los cuales son: partículas sólidas, agua, y aire. Las relaciones que existan entre los volúmenes y los pesos de estas partes constituyentes dan lugar a las siguientes características de los suelos:

Humedad

Grado de saturación

Densidad húmeda

Densidad

seca

Peso específico

Porosidad

Índice de vacíos

d) Superficie específica

Se define como la relación existente entre el área superficial o envolvente de una partícula de suelo, y su volumen, expresado en cm2/cm3. Esta es una característica especialmente importante con relación al comportamiento de las fracciones más finas de los suelos.

La determinación de esta característica supone el conocimiento de la distribución y forma de las partículas al interior de una masa de suelo.

e) Composición química

Corresponde a todas las modificaciones químicas que sufre la composición original de un suelo producto de acciones atmosféricas, según las cuales un suelo puede clasificarse en:

Suelos Podzólicos

Suelos Lateríticos

Suelos Pedocales

f) Color

Corresponden a una de las características de los suelos de menor importancia ingenieril y a la vez el de más fácil apreciación. Los factores más determinantes en el color de un suelo son los componentes férricos y las materias orgánicas. La cantidad de materiales férricos presentes hacen variar el color del suelo desde un color rojizo en el caso de suelos con alto contenido férrico como los latéricos, hasta un

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